• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.3
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• pp.475-484
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• 1999

압력절점은 요소의 균등한 압력증분을 1개의 자유도로 갖는 절점이며, 유한요소의 하중-변위 평형방정식에 체적과 압력의 관계를 추가하여 한계압력 이후에서도 체적변화에 따른 압력증분을 직접적으로 제저할 수 있는 절점이다. 본 연구에서는 철근콘크리트의 평면 구성 방정식과 적층정식화에 적용한 쉘 요소에 압력절점을 추가하고 해석시 체적을 제어함으로써 철근콘크리트 원통형 구조에 대해 파괴까지의 극한내압 능력을 해석할 수 있는 체적제어 비선형 해석기법을 개발하였다. 본 논문에서 제안한 해석기법을 이용하여 철근콘크리트 원통형 구조물에 대하여 비선형 해석을 수행하여 한계압력과 한계압력 이후의 구조물의 거동을 예측하였으며 실험결과와 비교 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1265-1266
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• 2015

본 논문에서는 PMF와 FBG로 구성된 PDL 기반 사냑 간섭계를 이용하여 편광 간섭형 광섬유 압력 센서를 구현하였다. 여러 종류의 PMF들에서 압력 민감도를 비교하기 위해, 서로 다른 세 종류의 보우-타이형 PMF를 센서부로 사용하였다. 구현된 광섬유 압력 센서를 이용하여 0~0.3 MPa의 범위에서 압력 측정을 수행하였으며, 최대 압력 민감도는 근사적으로 -15.07 nm/MPa로 측정되었고, 센서의 선형성을 나타내는 $R^2$값은 ~0.992로 측정되었다. 제안된 센서는 FBG를 이용하여 외부 온도 변화의 보상이 가능하면서도, 이전의 편광유지 광자결정 광섬유 기반 압력 센서에 비해 압력 민감도를 4배까지 증가시킬 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.10a
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• pp.344-351
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• 1995

증기발생기가 원자로압력용기안에 위치한 일체형원자로의 개발을 위해서 가장먼저 개발되어야 할 요소기술은 관류형 증기발생기의 설계기술이다. 증기발생기는 기존의 상용로에서 사용되고 있는 재순환형 증기발생기와 관류형 증기발생기로 분류 할 수 있는데, U-튜브를 사용하는 재순환형 중기발생기의 경우 습분분리기와 증기건조기 등이 많은 공간을 요구하고 있고, 또한 중기발생기를 압력용기 안에 위치시킬 경우 일차측과 이차측의 냉각수 유로형태, 유동장의 안정성 등의 문제 때문에 일체형원자로에서는 관류형 증기발생기의 도입이 일반화 되어있기 때문이다. 본 연구에서는 관류형(직관 및 나선 전열관형) 증기발생기의 열수력학적 설계 및 성능분석을 위한 프로그램, ONCESG를 개발했다. 개발된 모델링 및 컴퓨터코드의 검증을 위해 외국의 관류형 중기발생기(직관형:미국/영국의 SIR, 나선형:일본의 MRX, SPWR)의 설계자료를 ONCESG프로그램을 사용해 모사한 결과와 이미 발표된 설계자료와의 비교분석을 수행했다. 모사결과 계산된 관류형 증기발생기의 열전달면적, 압력 및 온도분포가 외국의 발표된 설계자료와 잘 일치했으며, 개발된 ONCESG코드를 일체형 신형원자로의 개념설계시 다양한 목적으로 활용할 수 있음을 보였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.27 no.2
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• pp.269-279
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• 1995

가압경수로에서 증기발생기와 같은 주기기를 원자로 내부에 위치하도록 설계한 원자로를 일체형 원자로라고 분류하며, 기존 상용원자로와 같이 모든 주기기가 별도의 압력용기로 설계되어 배관계통에 의해 원자로 외부에 순환회로를 갖는 형태의 원자로를 분리형원자로라고 한다. 최근에 개발되고 있는 한 부류의 신형원자로에서는 원자로 및 계통의 단순성 추구와 계통의 높은 신뢰성으로 안전성 향상을 위해 동력원 사용 등의 능동적 안전개념 보다는 자연현상을 이용하는 피동안전개념이 널리 도입되고 있다. 본보고서에서는 이러한 신형원자로의 노형으로서 일체형원자로의 특성을 전통적인 분리형원자로와 비교, 분석, 평가하였다. 일체형원자로의 가장 큰 장점은 모든 주기기가 단일 압력용기 내에 위치하므로 일차계통이 매우 단순하고 대구경 배관이 없기때문에 대형 냉각재 상실사고가 근본적으로 방지되어 안전계통이 매우 단순하다는 것이다. 이 외에도 일체형원자로는 대단히 많은 일차냉각재 용량, 매우 큰 가압기 용량및 긴 운전원 조치시간등의 설계특성을 보유하고 있어 안전성이 탁월하다는 장점을 지니고 있다. 그러나, 일체형원자로는 모든 주기기가 단일 압력용기 내에 설치되므로 대형 원자로 용기가 요구되며, 원자로 압력용기의 제작성 및 운송 능력이 원자로의 용량을 제한하는 주된 요인이 된다. 일체형원자로의 활용으로 열병합 발전, 지역난방 및 선박용 원자로등의 중소형 원자로에 매우 적합하다고 판단되며, 뛰어난 안전성으로 인하여 사회적 수용성 이 강조되는 상용발전로로서도 적합한 노형이 될 수 있을 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.11a
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• pp.276-282
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• 1996

일체형원자로는 노심, 증기발생기, 가압기, 펌프 등 1차측 주기기들을 하나의 압력용기안에 모두 포함하고 있고, 또 1차측 냉각재가 원자로 안에서만 순환하므로 기존의 분리형원자로에 비해 구조특성상 대용량 원자로 냉각재 상실사고(LBLOCA)의 발생 가능성을 원천적으로 제거할 수 있다. 반면 원자로 냉각재의 보충 등을 위한 소형 배관의 파단 가능성은 역시 존재하므로 소용량 원자로 냉각재 상실 사고(SBLOCA)는 여전히 존재한다. 따라서 현재 한국원자력연구소에서 연구 개발중인 중소규모 전력생산 및 열 활용 목적의 일체형 원자로에는, 원자로 압력용기 외부에 별도의 압력용기(안전용기)를 설치하여 SBLOCA시 원자로 압력용기로부터 방출되는 냉각수를 안전 용기내에 보관하도록 함으로써 사고시 외부로의 방사성 물질 유출 가능성을 획기적으로 줄 일수 있는 설계 개념을 도입하고 있다. 본 논문에서는 안전용기의 설계시 효율적인 냉각방식에 대한 열유체 해석적 접근을 시도하였고, 예비개념설계된 일체형 열병합원자로의 설계상의 특징들 및 안전용기 설계시 앞으로의 연구방향 등도 간략히 소개하였다.

• Composites Research
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• v.34 no.4
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• pp.257-263
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• 2021

Composite materials have been widely applied for fabricating pressure vessels used for storing gaseous and liquid fuel because of their high specific stiffness and specific strength. Accordingly, the accurate measurement of their mechanical property, particularly the burst pressure or fracture strain, is essential prior to the commercial release. However, verification of the safety of composite pressure vessels using conventional test methods poses some limitations because it may lead to the deformation of the load transferring media or provoke an additional energy loss that cannot be ignored. Therefore, in this study, the segment-type ring burst test device was designed considering the theoretical load transferring ratio and applicable displacement of the vertical column. Moreover, to verifying the uniform distribution of pressure of the segment type ring burst test device, the hoop stress and strain distribution of ring specimens were compared with that of the hydraulic pressure test method via FEM. To conduct a simulation of the fracture behavior of the composite pressure vessel, a Hashin failure criterion was applied to the ring specimen. Furthermore, the fracture strain was also measured from the experiment and compared with that of the result from the FEM.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.617-622
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• 1998

일체형원자로인 SMART에서는 증기발생기와 주순환펌프가 배관으로 연결되어 있지 않고 주순환펌프를 통과한 냉각수가 압력헤더를 통하여 12개의 증기발생기 카세트로 흐르게 된다. 각 증기발생기 카세트를 통과하는 냉각수 유량분포의 비균일도를 운전모드에 따라 계산하여 이 압력헤더가 각 증기발생기 카세트로 흐르는 냉각수 유동분포에 미치는 영향을 분석하고 SMART 주순환펌프 압력헤더의 설계가 설계기준을 만족시키는 지를 검증하였다. 검증계산 결과 비균일도가 정상운전시는 0.8%. 비정상 운전시는 7.1%로 설계기준을 만족시키는 것을 확인하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.9 no.2
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• pp.185-192
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• 2010

Design of velocity-compounded turbine for 75ton class LRE turbopump application and pressure compounded turbine for 30ton class LRE turbopump has been performed. 1D calculation and CFD analysis were conducted in determining blade and flow passage shape of velocity compounded turbine iteratively. Finally, 23.1% improved specific power and 5% reduced weight turbine to the original design was developed. In case of pressure-compounded supersonic turbine design, rotational speed was increased by 50% and the effect of carryover ratio, 2nd nozzle installation angle, leakage flow of 2nd nozzle, and work sharing factor was studied. Final 1D design resulted 36% increased specific power and 51% reduced weight comparing to the original single-row impulse turbine. It is anticipated that nozzle flow path design will be very important for the accomplishment of expected performance of pressure-compounded turbine and nozzle shape optimization will be conducted through the CFD analysis.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.12 no.5
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• pp.32-39
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• 2018

In this paper, the calculation of the theoretical pressure transfer ratio due to the deformation of the thin-plate spring type check valve applied to the small piezoelectric-hydraulic pump was carried out. A thin-plate check valve is a flexible body that is deformed by an external force. The deformation of the check valve affects the rate at which the chamber pressure is transferred to the load pressure. The theoretical pressure transfer ratio for each model was calculated to compare the difference between the assumption that the thin-plate check valve is a rigid body and that of the flexible body model. The P-delta effect was considered for the calculation of the pressure transfer ratio of the flexible check valve model. In addition, a verification test for the calculated pressure transfer ratio obtained by considering the deformation of the flexible check valve model was carried out. The load pressure was measured by applying a thin-plate and ball-thin plate spring type check valves, respectively. The experimental pressure transfer ratio was calculated using the respective load pressure obtained from the experiments. The validity of the pressure transfer analysis of the check valve, taking into consideration the P-delta effect, was verified by comparing it with the theoretically calculated pressure transfer ratio.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.21 no.5
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• pp.37-45
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• 2017

Extinguishment of a burning solid propellant is difficult, however, dynamic extinction can be induced by fast depressurization in combustion chamber. This paper describes experimental results for the characteristics of extinguishment for composite solid propellants by rapid depressurization. For various composition of solid propellants, depressurization ratio which can induce extinguishment of combustion was obtained using experimental apparatus with rupture disk. Experimental results showed that particle size of oxidizer, mixing ratio of oxidizers with different particle size and contents of metal fuel can affect on the characteristics extinguishement for solid propellant.